发明内容

根据本申请实施例提供的系统和方法解决了上述及其它问题，并且对现有技术作出了改进。

根据本申请系统和方法的实施例的第一个优点为，当用户接近车辆，以及用户已经在车辆附近时，该系统提供了用户车辆与用户个人设备之间可靠的认证。

根据本申请系统和方法的实施例的第二个优点为，该系统能够在认证过程中检测并减少主动攻击和中间人攻击，从而防止车辆盗窃的发生，防止危害车辆的关键部件。

根据本申请系统和方法的实施例的第三个优点为，该系统可以容易地集成到使用蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy，BLE)的任何设备或模块中。

上述优点由根据本申请的系统实施例以下列方式操作提供。

根据本申请的第一方面，提供了一种认证方法，应用于用户设备，所述用户设备和车辆模块通过无线模式建立连接信道，其特征在于，所述方法包括：通过所述连接信道接收来自所述车辆模块的第一无线信号；获取第一信号强度序列，所述第一信号强度序列由所述第一无线信号的N个连续信号强度特征PF_UDev生成；将所述第一信号强度序列传递给所述车辆模块；其中，所述第一信号强度序列和第二信号强度序列用于认证所述用户设备与所述车辆模块之间的连接，所述第二信号强度序列由第二无线信号的N个连续信号强度特征PF_Veh生成，所述第二无线信号为车辆模块经由所述信道从所述用户设备接收。

参见本申请的第一方面，所述第一信号强度序列包括：所述N个连续信号强度特征PF_UDev。

参见本申请的第一方面，所述第一信号强度序列包括：用户字符串S_UDev和校正数据C；所述方法还包括：通过低通滤波器对所述N个连续信号强度特征PF_UDev，即一组物理层特征PF_UDev，进行滤波；通过将所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev，即一组物理层特征PF_UDev，提供给模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成所述用户字符串S_UDev和所述校正数据C。

参见本申请的第一方面，通过低通滤波器对所述N个连续信号强度特征PF_UDev，即一组物理层特征PF_UDev，进行滤波，包括：去除所述N个连续信号强度特征PF_UDev，即一组物理层特征PF_UDev，中的噪声分量，以及生成所述用户字符串S_UDev和所述校正数据C，包括：通过m进制量化在窗口中处理所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev，即一组物理层特征PF_UDev，其中，将所述窗口中的滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev，即一组物理层特征PF_UDev，的数量表示为W，将量化等级的数量表示为m，在两个连续量化等级之间插入保护带，将所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev在所述保护带中的信号强度特征丢弃，即一组物理层特征PF_UDev丢弃，所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev在所述保护带之外的信号强度特征根据各个量化等级进行编码，即一组物理层特征PF_UDev，进行编码，将保护带与数据的比值表示为α，所述m和所述α用于确定量化区间和保护带的大小。

参见本申请的第一方面，所述m和α用于确定所述量化区间和保护带的大小，包括：

所述量化区间的大小表示为所述保护带表示为

参见本申请的第一方面，所述校正数据C包括：所述窗口W中的所述N个连续信号强度特征PF_UDev，即一组物理层特征PF_UDev，的数量、量化等级的数量m、保护带与数据的比值α以及所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev中被丢弃的信号强度特征的列表L_UDVE，即一组物理层特征PF_UDev，的列表L_UDVE。

参见本申请的第一方面，所述第一无线信号为第一蓝牙低功耗BLE信标的信道信息。

参见本申请的第一方面，在所述用户设备获取所述第一信号强度序列之前，所述方法还包括：将初始化指令传递给所述车辆模块，所述初始化指令用于认证所述用户设备。

所述初始化指令包括消息认证码(MAC)M_Ini，所述M_Ini指示所述初始化指令基于蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev进行认证，其中，所述K_BTUDev在所述用户设备和所述车辆模块之间共享；或者，所述初始化指令包括签名(S)，所述签名指示所述初始化指令基于与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}进行认证，其中，所述Key_{Priv_UDev}在所述用户设备和所述车辆模块之间共享。

参见本申请的第一方面，在通过所述连接信道接收来自所述车辆模块的所述第一无线信号之前，所述方法还包括：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

参见本申请的第一方面，在所述用户设备获取所述第一信号强度序列之前，所述方法还包括：将第一初始化指令传递给所述车辆模块，所述第一初始化指令基于所述用户设备标识ID_UDev、所述第一初始化指令的命令标识符以及所述第一初始化指令的信息认证码(MAC)M_Ini生成，其中，所述MAC M_Ini是基于所述用户设备标识ID_UDev、所述初始化命令以及蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev生成的，所述蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev在所述用户设备与所述车辆模块之间共享；接收第一确认指令，所述第一确认指令基于加密的第一确认消息以及所述第一确认消息MAC M_Ack生成，其中，所述第一确认消息包括所述确认消息包括随机数n、随机串r以及所述第一确认指令的命令标识符，所述第一确认消息使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev进行加密，所述MAC M_Ack基于所述第一确认消息以及对应的BUD密钥K_BTUDev生成。

参见本申请的第一方面，将所述第一信号强度序列传递给所述车辆模块，包括：将第二指令和第三指令传递给所述车辆模块，所述第二指令基于所述加密的第二指令以及所述第二指令MAC M_Ver生成，其中，所述第二指令包括所述随机数n、所述校正数据C，所述第二指令的命令标识符使用所述BUD密钥K_BTUDev加密，所述第二指令MAC M_Ver基于所述第二指令以及所述BUD密钥K_BTUDev生成，所述第三指令基于所述加密的第三指令以及所述第三指令MAC M_{Auth_Chk}生成，所述第三指令包括所述随机数n、所述随机串r以及所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算，所述第三指令的命令标识符使用所述BUD密钥K_BTUDev加密，所述第三指令MAC M_{Auth_Chk}基于所述第三指令以及所述BUD密钥K_BTUDev生成。

参见本申请的第一方面，所述方法还包括：接收来自所述车辆模块的第二消息，所述第二消息基于加密的第二消息以及所述第二消息MAC M_Apprv生成，其中，所述加密的第二消息基于使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述第二消息加密生成，所述第二消息包括所述随机数n以及所述第二消息的命令标识符，所述第二消息MAC M_Apprv基于所述第二消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev生成；或者，接收来自所述车辆模块的第三消息，所述第三消息基于加密的第三消息以及所述第三消息MAC M_Apprv生成，其中，所述加密的第三消息基于使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述第三消息进行加密生成，所述第三消息包括所述随机数n以及所述第三消息的命令标识符，所述第三消息MAC M_Apprv基于所述第三消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev生成。

参见本申请的第一方面，所述用户设备及所述车辆模块通过无线模式建立连接信道，包括：将第二初始化指令传递给所述车辆模块，所述第二初始化指令包括加密的第四消息以及签名的第五消息，其中，所述加密的第四消息基于通过与车辆模块关联的公钥基础设施(PKI)-公钥Key_{Pub_Veh}加密所述第四消息生成，所述第四消息包括所述用户设备标识ID_UDev以及所述第二初始化指令的命令标识符，所述签名的第五消息基于通过与所述用户设备关联的PKI-公钥Key_{Priv_UDev}对所述第五消息签名生成，所述第五消息基于通过蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev对所述加密的第四消息进行散列生成；接收第二确指令，所述第二确认指令包括加密的第六消息以及签名的第七消息，其中，所述加密的第六消息基于通过所述K_BTUDev对所述第六消息进行加密生成，所述第六消息包括随机数n、随机串r以及所述第二初始化指令的命令标识符，所述签名的第七消息基于通过所述Key_{Pub_Veh}对所述第七消息进行签名生成，所述第七消息基于通过所述K_BTUDev对所述加密的第六消息进行散列生成。

参见本申请的第一方面，将所述第一信号强度序列传递给所述车辆模块，包括：将第四指令以及第五指令传递给所述车辆模块，所述第四指令包括加密的第八消息以及签名的第一消息，其中，所述加密的第八消息基于通过所述K_BTUDev对所述第八消息进行加密生成，所述第八消息包括所述随机数n、所述校正数据C以及所述第四指令的命令标识符，所述签名的第一消息基于通过与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述第一消息签名生成，所述第一消息基于通过所述K_BTUDev对所述加密的第八消息进行散列生成，所述第五指令包括所述加密的第十消息以及签名的第十一消息，其中，所述加密的第十消息基于通过所述K_BTUDev对所述第十消息进行加密生成，所述第十消息包括所述随机数n、所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算以及所述第五指令的命令标识符，所述签名的第十一消息基于通过与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述第十一消息进行签名生成，所述第十一消息通过所述K_BTUDev对所述加密的第十消息进行散列生成。

参见本申请的第一方面，所述方法还包括：接收来自所述车辆模块的第二十消息，所述第二十消息包括加密的第十三消息以及签名的第十四消息，其中，所述加密的第十三消息基于通过所述K_BTUDev对所述第十三消息进行加密生成，所述第十三消息包括所述随机数n以及所述第十三消息的命令标识符，所述签名的第十四消息基于通过所述Key_{Priv_UDev}对所述第十四消息进行签名生成，所述第十四消息基于通过所述K_BTUDev对所述加密的第十三消息进行散列生成；或者，接收来自所述车辆模块的第十五消息，所述第十五消息包括加密的第十六消息以及签名的第十七消息，其中，所述加密的第十六消息基于通过所述K_BTUDev对所述第十六消息进行加密生成，所述第十六消息包括所述随机数n以及所述第十六消息的命令标识符，所述签名的第十七消息基于通过所述Key_{Priv_UDev}对所述第十七消息进行签名生成，所述第十七消息基于通过所述K_BTUDev对所述加密的第十六消息进行散列生成。

根据本申请的第二方面，提供了一种认证方法，应用于车辆模块，所述车辆模块和用户设备通过无线模式建立连接信道，其中，所述方法包括：通过连接信道接收来自所述用户设备的第二无线信号；获取第二信号强度序列，所述第二信号强度序列由所述第二无线信号的N个连续信号强度特征PF_Veh生成；接收来自所述用户设备的第一信号强度序列，所述第一信号强度序列由基于第一无线信号的N个连续信号强度特征PF_UDev生成，所述用户设备通过所述连接信道接收来自所述车辆模块的所述第一无线信号；基于所述第一信号强度序列和所述第二信号强度序列，认证所述用户设备与所述车辆模块之间的连接。

结合本申请的第二方面，所述第一信号强度序列包括：所述N个连续信号强度特征PF_UDev。

参见本申请的第二方面，所述第一信号强度序列包括：用户字符串S_UDev和校正数据C；所述方法还包括：通过低通滤波器对所述N个连续信号强度特征PF_UDev进行滤波；通过将所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev提供给模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成所述用户字符串S_UDev和所述校正数据C。

参见本申请的第二方面，通过低通滤波器对所述N个连续信号强度特征PF_UDev进行滤波，包括：去除所述N个连续信号强度特征PF_UDev中的噪声分量，以及生成所述用户字符串S_UDev和所述校正数据C，包括：通过m进制量化在窗口中处理所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev，其中，将所述窗口中的滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev的数量表示为W，将量化等级的数量表示为m，在两个连续量化等级之间插入保护带，将所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev在所述保护带中的信号强度特征丢弃，所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev在所述保护带之外的信号强度特征根据各个量化等级进行编码，将保护带与数据的比值表示为α，所述m和所述α用于确定量化区间和保护带的大小。

参见本申请的第二方面，所述m和α用于确定所述量化区间和保护带的大小，包括：

所述量化区间的大小表示为所述保护带表示为

参见本申请的第二方面，所述校正数据C包括：所述窗口W中的所述N个连续信号强度特征PF_UDev的数量、量化等级的数量m、保护带与数据的比值α以及所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev中被丢弃的信号强度特征的列表L_UDVE。

参见本申请的第二方面，所述第一无线信号为第二蓝牙低功耗BLE信标的信道信息。

参见本申请的第二方面，在所述车辆模块获取所述第二信号强度序列之前，所述方法还包括：接收来自所述用户设备的初始化指令；基于所述初始化指令对所述用户设备进行认证。

参见本申请的第二方面，所述初始化指令包括消息认证码(MAC)M_Ini，所述M_Ini指示所述初始化指令基于蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev进行认证，其中，所述K_BTUDev在所述用户设备和所述车辆模块之间共享；或者，所述初始化指令包括签名(S)，所述签名M_Ini指示所述初始化指令基于与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}、所述K_BTUDev以及与车辆模块关联的公钥基础设施(PKI)-公钥Key_{Pub_Veh}进行认证，其中，所述Key_{Priv_UDev}、所述K_BTUDev以及所述Key_{Pub_Veh}在所述用户设备和所述车辆模块之间共享。

参见本发明的第二方面，

参见本申请的第二方面，所述车辆模块与用户设备通过无线模式建立连接信道，包括：接收来自所述用户设备的第一初始化指令，所述第一初始化指令基于所述用户设备ID_UDev标识、所述第一初始化指令的命令标识符以及所述第一初始化指令的消息认证码(MAC)M_Ini生成，其中，所述MAC M_Ini基于所述用户设备ID_UDev标识、所述初始化指令以及在所述用户设备与所述车辆模块之间共享的蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev生成；将第一确认指令传递给所述用户设备，所述第一确认指令基于加密的第一确认消息以及所述第一确认消息MAC M_Ack生成，

其中，所述第一确认消息包括随机数n、随机串r以及所述第一确认指令的命令标识符，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述第一确认消息进行加密；基于所述第一确认消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev生成所述MAC M_Ack。

参见本申请的第二方面，接收来自所述用户设备的所述第一信号强度序列，包括：接收来自所述车辆模块的第二指令和第三指令，所述第二指令基于所述加密的第二指令以及所述第二指令MAC M_Ver生成，其中，所述第二指令包括所述随机数n、所述校正数据C，所述第二指令的命令标识符使用所述BUD密钥K_BTUDev加密，所述第二指令MAC M_Ver基于所述第二指令以及所述BUD密钥K_BTUDev生成，所述第三指令基于所述加密的第三指令以及所述第三指令MAC M_{Auth_Chk}生成，所述第三指令包括所述随机数n、所述随机串r以及所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算，所述第三指令的命令标识符使用所述BUD密钥K_BTUDev加密，所述第三指令MAC M_{Auth_Chk}基于所述第三指令以及所述BUD密钥K_BTUDev生成。

参见本申请的第二方面，所述方法还包括：将第二消息传递给所述用户模块，所述第二消息基于加密的第二消息以及所述第二消息MAC M_Apprv生成，其中，所述加密的第二消息基于使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述第二消息加密生成，所述第二消息包括所述随机数n以及所述第二消息的命令标识符，所述第二消息MAC M_Apprv基于所述第二消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev生成；或者，将第三消息发送给所述用户设备，所述第三消息基于加密的第三消息以及所述第三消息MAC M_Apprv生成，其中，所述加密的第三消息基于通过所述对应的BUD密钥K_BTUDev加密所述第三消息生成，所述第三消息包括随机数n以及所述第三消息的命令标识符，所述第三消息MAC M_Apprv基于所述第三消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev生成。

参见本申请的第二方面，所述车辆模块和用户设备通过无线模式建立连接信道，包括：从所述用户设备接收第二初始化指令，所述第二初始化指令包括加密的第四消息以及签名的第五消息，其中，所述加密的第四消息基于通过与车辆模块关联的公钥基础设施(PKI)-公钥Key_{Pub_Veh}对所述第四消息进行加密生成，所述第四消息包括所述用户设备标识ID_UDev以及所述第二初始化指令的命令标识符，所述签名的第五消息基于通过与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述第五消息签名生成，所述第五消息基于通过蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev对所述加密的第四条消息进行散列生成；向所述用户设备传递第二确认指令，所述第二确认指令包括：加密的第六消息以及签名的第七消息，其中，所述加密的第六消息基于通过所述K_BTUDev对所述第六消息加密生成，所述第六消息包括随机数n、随机串r以及所述第二初始化指令的命令标识符，所述签名的第七消息基于通过所述Key_{Pub_Veh}对所述第七消息签名生成，所述第七消息基于通过所述K_BTUDev对所述加密的第六消息进行散列生成。

参见本申请的第二方面，接收来自所述用户设备的所述第一信号强度序列，包括：接收来自所述用户设备的第四指令以及第五指令，所述第四指令包括加密的第八消息以及签名的第九消息，其中，所述加密的第八消息基于通过所述K_BTUDev对所述第八消息进行加密生成，所述第八消息包括所述随机数n、所述校正数据C以及所述第四指令的命令标识符，所述签名的第九消息基于通过与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述第九消息签名生成，所述第一消息基于通过所述K_BTUDev对所述加密的第八消息进行散列生成，所述第五指令包括所述加密的第二消息以及签名的第十一消息，其中，所述加密的第二消息基于通过所述K_BTUDev对所述第二消息进行加密生成，所述第二消息包括所述随机数n、所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算以及所述第五指令的命令标识符，所述签名的第十一消息基于通过与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述第十一消息进行签名生成，所述第十一消息通过所述K_BTUDev对所述加密的第二消息进行散列生成。

参见本申请的第二方面，所述方法还包括：将第二十消息传递给所述用户设备，所述第二十消息包括加密的第十三消息以及签名的第十四消息，其中，所述加密的第十三消息基于通过所述K_BTUDev对所述第十三消息进行加密生成，所述第十三消息包括所述随机数n以及所述第十三消息的命令标识符，所述签名的第十四消息基于通过所述Key_{Priv_UDev}对所述第十四消息进行签名生成，所述第十四消息基于通过所述K_BTUDev对所述加密的第十三消息进行散列生成；或者，将第十五消息传递给所述用户设备，所述第十五消息包括加密的第十六消息以及签名的第十七消息，其中，所述加密的第十六消息基于通过所述K_BTUDev对所述第十六消息进行加密生成，所述第十六消息包括所述随机数n以及所述第十六消息的命令标识符，所述签名的第十七消息基于通过所述Key_{Priv_UDev}对所述第十七消息进行签名生成，所述第十七消息基于通过所述K_BTUDev对所述加密的第十六消息进行散列生成。

参见本申请的第二方面，所述方法还包括：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第三方面，提供了一种用于认证的用户设备，所述用户设备和所述车辆模块通过无线模式建立连接信道，其特征在于，所述用户设备包括：接收单元，用于通过所述连接信道接收来自所述车辆模块的第一无线信号；获取单元，用于获取第一信号强度序列，所述第一信号强度序列由所述第一无线信号的N个连续信号强度特征PF_UDev生成；通信单元，用于将所述第一信号强度序列传递给所述车辆模块；其中，所述第一信号强度序列和第二信号强度序列用于认证所述用户设备与所述车辆模块之间的连接，所述第二信号强度序列由第二无线信号的N个连续信号强度特征PF_Veh生成，所述第二无线信号为车辆模块经由所述信道从所述用户设备接收。

参见本申请的第三方面，所述第一信号强度序列包括：所述N个连续信号强度特征PF_UDev。

参见本申请的第三方面，所述第一信号强度序列包括：用户字符串S_UDev和校正数据C。

参见本申请的第三方面，所述用户设备还包括：滤波单元，用于通过低通滤波器对所述N个连续信号强度特征PF_UDev进行滤波；生成单元，用于通过将所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成所述用户字符串S_UDev和所述校正数据C。

参见本申请的第三方面，所述滤波单元通过低通滤波器对所述N个连续信号强度特征PF_UDev进行滤波，包括：所述滤波单元去除所述N个连续信号强度特征PF_UDev中的噪声分量，以及所述生成单元生成所述用户字符串S_UDev和所述校正数据C，包括：所述生成单元通过m进制量化在窗口中处理所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev，其中，将所述窗口中的滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev的数量表示为W，将量化等级的数量表示为m，在两个连续量化等级之间插入保护带，将所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev在所述保护带中的信号强度特征丢弃，所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev在所述保护带之外的信号强度特征根据各个量化等级进行编码，将保护带与数据的比值表示为α，所述m和所述α用于确定量化区间和保护带的大小。

参见本申请的第三方面，所述m和α用于确定所述量化区间和保护带的大小，包括：

所述量化区间的大小表示为所述保护带表示为

参见本申请的第三方面，所述校正数据C包括：所述窗口W中的所述N个连续信号强度特征PF_UDev的数量、量化等级的数量m、保护带与数据的比值α以及所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev中被丢弃的信号强度特征的列表L_UDVE。

参见本申请的第三方面，所述第一无线信号为第一蓝牙低功耗BLE信标的信道信息。

参见本申请的第三方面，在所述获取单元获取所述第一信号强度序列之前，所述通信单元还用于将初始化指令传递给所述车辆模块，所述初始化指令用于认证所述用户设备。

参见本申请的第三方面，所述初始化指令包括消息认证码(MAC)M_Ini，所述M_Ini指示所述初始化指令基于蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev进行认证，其中，所述K_BTUDev在所述用户设备和所述车辆模块之间共享；或者，所述初始化指令包括签名(S)，所述签名指示所述初始化指令基于与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}进行认证，其中，所述Key_{Priv_UDev}在所述用户设备和所述车辆模块之间共享。

参见本申请的第三方面，所述用户设备还包括：建立单元，用于当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第四方面，提供了一种用于认证的车辆模块，所述车辆模块和用户设备通过无线模式建立连接信道，其特征在于，所述车辆模块包括：接收单元，用于通过所述连接信道接收来自所述用户设备的第二无线信号；获取单元，用于获取第二信号强度序列，所述第二信号强度序列由所述第二无线信号的N个连续信号强度特征PF_Veh生成；接收单元，用于接收来自所述用户设备的第一信号强度序列，所述第一信号强度序列由基于第一无线信号的N个连续信号强度特征PF_UDev生成，所述用户设备通过所述连接信道接收来自所述车辆模块的所述第一无线信号；认证单元，用于基于所述第一信号强度序列和所述第二信号强度序列，认证所述用户设备与所述车辆模块之间的连接。

参见本申请的第四方面，所述第一信号强度序列包括：所述N个连续信号强度特征PF_UDev。

参见本申请的第四方面，所述第一信号强度序列包括：用户字符串S_UDev和校正数据C；其中，基于将所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成所述用户字符串S_UDev和所述校正数据C，基于通过低通滤波器对所述N个连续信号强度特征PF_UDev进行滤波，生成所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_UDev。

参见本申请的第四方面，所述车辆模块还包括：提取单元，用于提取来自所述第一信号强度序列的所述校正数据C；滤波单元，用于使用低通滤波器对所述提取的校正数据C和所述N个连续信号强度特征PF_Veh进行滤波，生成单元，用于通过将所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_Veh和所述滤波后的校正数据C提供给所述模糊提取器机制的再生(Rep)函数，生成车辆字符串S_Veh，以及所述认证单元认证所述用户设备与所述车辆模块之间的连接，包括：基于所述用户字符串S_UDev和所述车辆字符串S_Veh，认证所述用户设备与所述车辆模块之间的连接。

参见本申请的第四方面，所述滤波单元通过低通滤波器对所提取的校正数据C和所述N个连续信号强度特征PF_Veh进行滤波，包括：所述滤波单元去除所述校正数据C和所述N个连续信号强度特征PF_Veh中的噪声分量，以及所述生成单元生成所述车辆字符串S_Veh，包括：所述生成单元通过m进制量化在窗口中处理所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_Veh和所述滤波后的校正数据C，其中，将所述窗口中的滤波后的N个连续信号强度特征PF_Veh的数量表示为W，将量化等级的数量表示为m，在两个连续量化等级之间插入保护带，将所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_Veh在所述保护带中的信号强度特征丢弃，所述滤波后的N个连续信号强度特征PF_Veh在所述保护带之外的信号强度特征根据各个量化等级进行编码，将保护带与数据的比值表示为α，所述m和所述α用于确定量化区间和保护带的大小。

参见本申请的第四方面，所述m和α用于确定所述量化区间和保护带的大小，包括：

所述量化区间的大小表示为所述保护带表示为

参见本申请的第四方面，基于所述用户字符串S_UDev和所述车辆字符串S_Veh认证所述用户设备与所述车辆模块之间的连接，包括：当所述用户字符串S_UDev和所述车辆字符串S_Veh中的M个对应位置中的字符相同时，则所述用户设备与所述车辆模块之间的连接有效，其中，M为大于或等于预设阈值的正整数。

参见本申请的第四方面，所述第二无线信号为第二蓝牙低功耗BLE信标的信道信息。

参见本申请的第四方面，在所述获取单元获取所述第二信号强度序列之前，所述接收单元还用于接收来自所述用户设备的初始化指令；所述认证单元还用于基于所述初始化指令认证所述用户设备。

参见本申请的第四方面，所述初始化指令包括消息认证码(MAC)M_Ini，所述M_Ini指示指示所述初始化指令基于蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev进行认证，其中，所述K_BTUDev在所述用户设备和所述车辆模块之间共享；或者，所述初始化指令包括签名(S)，所述签名M_Ini指示基于与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}a、所述K_BTUDev以及与车辆模块关联的公钥基础设施(PKI)-公钥Key_{Pub_Veh}对所述初始化指令进行认证，其中，所述Key_{Priv_UDev}、所述K_BTUDev以及所述Key_{Pub_Veh}在所述用户设备和所述车辆模块之间共享。

参见本申请的第四方面，在所述接收单元通过所述连接信道接收来自所述用户设备的所述第二无线信号之前，所述车辆模块还包括：建立单元，用于当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第五方面，提供了一种认证设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储要由所述处理器执行的程序以及存储所述程序执行期间生成的数据；所述处理器用于读取存储在所述存储器中的程序，以执行本申请第一方面的方法。

根据本申请的第五方面，提供了一种认证设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储要由所述处理器执行的程序以及存储所述程序执行期间生成的数据；所述处理器用于读取存储在所述存储器中的程序，以执行本申请第二方面的方法。

根据本申请的第六方面，公开了一种车辆认证系统，所述系统包括：用户设备用于：基于所述用户设备标识ID_UDev、初始化命令以及初始化信息认证码(MAC)M_Ini，生成初始化指令，其中，所述MAC M_Ini是基于所述用户设备标识ID_UDev、所述初始化命令以及蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev生成的，所述蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev在所述用户设备与所述车辆模块之间共享；将所述初始化指令传递给所述车辆模块，使得在接收所述初始化指令时，所述车辆模块用于：基于所接收的初始化指令在数据库中检索对应的BUD密钥K_BTUDev，并使用所检索的对应BUD密钥K_BTUDev认证所述初始化指令；在验证所述初始化指令后，基于加密的确认消息以及确认MAC M_Ack，生成确认指令，其中，所述确认消息包括随机数n、随机串r以及确认命令，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev加密所述确认消息，基于所述确认消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev生成所述确认MAC M_Ack；将所述确认指令传递给所述用户设备；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；所述用户设备还用于：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述确认指令；在验证所述确认指令后，记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；以及通过模糊提取器机制验证所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh后，对所述车辆模块进行认证。

参见本申请的第六方面，通过所述模糊提取器机制对所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh的验证包括：所述用户设备用于：使用低通滤波器对所述一组物理层特征PF_UDev进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成用户字符串S_UDev和校正数据C；基于加密的验证消息和验证MAC M_Ver生成验证指令，其中，所述验证消息包括所述随机数n、所述校正数据C，使用所述BUD密钥K_BTUDev加密验证命令，基于所述验证消息以及所述BUD密钥K_BTUDev生成所述验证MAC M_Ver；基于加密的认证检查消息和认证检查MAC M_{Auth_Chk}生成认证检查指令，其中，所述认证检查消息包括所述随机数n、所述随机串r以及所述用户字符串S_UDEV之间XOR运算，使用所述BUD密钥K_BTUDev加密认证检查命令，基于所述认证检查消息以及所述BUD密钥K_BTUDev生成所述认证检查MAC M_{Auth_Chk}；将所述验证指令以及所述认证检查指令传递给所述车辆模块，使得在接收到所述验证及认证检查指令后，所述车辆模块用于：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述验证及认证检查指令；提取来自所述解密的验证消息的所述校正数据C，在所述验证指令被验证时，使用低通滤波器对所述提取的校正数据C以及所述一组物理层特征的PF_Veh进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层滤波特征PF_Veh以及所述滤波后的校正数据C提供给所述模糊提取器机制的再生(Rep)函数，生成车辆字符串S_Veh，以及在验证所述认证检查指令后，以及在确定所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算匹配所述随机串r与所述车辆字符串S_Veh之间的XOR运算后，基于加密批准消息以及批准MAC M_Apprv，生成批准指令，其中，所述批准消息包括所述随机数n，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev加密批准命令，基于所述批准消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev，生成所述批准MAC M_Apprv；以及将所述批准指令传递给所述用户设备；所述用户设备还用于：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述批准指令；以及在验证所述批准指令后，基于所述解密的批准消息的批准命令，认证所述车辆模块。

参见本申请的第六方面，所述一组物理层特征PF_UDev包括由所述用户设备记录的第六组接收信号强度值，所述一组物理层特征PF_Veh包括由所述车辆模块记录的第二组接收信号强度值。

参见本申请的第六方面，在所述用户设备生成所述初始化指令之前，所述用户设备用于：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第七方面，公开了一种车辆认证系统，所述系统包括：用户设备用于：使用与车辆模块关联的公钥基础设施(PKI)-公钥Key_{Pub_Veh}加密初始化消息mo，包括所述用户设备标识ID_UDev及初始化命令；使用蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev对所述加密的初始化消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的初始化消息进行签名；基于所述加密后初始化消息以及所述签名散列加密的初始化消息，生成初始化指令；将所述初始化指令传递给所述车辆模块，使得在接收所述初始化指令时，所述车辆模块用于：使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述初始化指令中的所述签名散列加密的初始化消息；使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}解密所述加密的初始化消息，并在所述签名散列加密的初始化消息被验证后，基于所述解密的初始化消息在数据库中检索对应的BUD密钥K_BTUDev；使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对确认消息m₂进行加密，包括随机数n、随机串r以及确认命令；使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的确认消息进行散列，并使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}对所述散列加密的确认消息进行签名；基于所述加密后确认消息以及所述签名散列加密的确认消息，生成确认指令；将所述确认指令传递给所述用户设备；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；所述用户设备还用于：使用与所述车辆模块关联的PKI公钥Key_{Pub_Veh}验证所述确认指令中的所述签名散列加密的确认消息；在所述签名散列加密的确认信息被验证时，使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的确认消息进行解密；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_UDev；通过模糊提取器机制验证所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh后，对所述车辆模块进行认证。

参见本申请的第七方面，通过所述模糊提取器机制对所述一组物理层特征PF_UDev以及一组物理层特征PF_Veh的验证包括，所述用户设备用于：使用低通滤波器对所述一组物理层特征PF_UDev进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成用户字符串S_UDev和校正数据C；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密验证消息m₄，其中，所述验证消息m₄包括所述随机数n、所述校正数据C以及验证命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的验证消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的验证消息进行签名；基于所述加密验证消息以及所述签名散列加密的验证消息，生成验证指令；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密认证检查消息m₆，其中，所述认证检查消息m₆包括所述随机数n、所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算以及认证检查命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的认证检查消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的认证检查消息进行签名；基于所述加密的认证检查消息以及所述签名散列加密的认证检查消息，生成认证检查指令；将所述验证以及所述认证检查指令传递给所述车辆模块，使得在接收到所述验证及认证检查指令后，所述车辆模块用于：使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述验证指令中的所述签名散列加密的验证消息；在所述签名散列加密的验证信息被验证时，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的验证消息进行解密；提取来自所述解密的验证消息的所述校正数据C，在所述验证指令被验证时，使用低通滤波器对所述提取的校正数据C以及所述一组物理层特征的PF_Veh进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层滤波特征PF_Veh以及所述滤波后的校正数据C提供给所述模糊提取器机制的再生(Rep)函数，生成车辆字符串S_Veh，使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述认证检查指令中的所述签名散列加密的认证检查消息；在所述签名散列加密的认证检查信息被验证时，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的认证检查消息进行解密；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密批准消息m₈，其中，所述批准消息m₈包括所述随机数n以及批准命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的批准消息进行散列，并使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}对所述散列加密的认证检查消息进行签名；当确定所述随机串r与所述用户字符串S_UDEV之间的XOR运算匹配所述随机串r与所述车辆字符串S_Veh之间的XOR运算，基于所述加密的批准消息以及所述签名散列加密的批准消息生成批准指令；将所述批准指令传递给所述用户设备；所述用户设备还用于：使用与所述车辆模块关联的PKI公钥Key_{Pub_Veh}验证所述批准指令中的所述签名散列加密的批准消息；在所述签名散列加密的批准信息被验证时，使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的批准消息进行解密；以及基于所述解密批准消息的批准命令，认证所述车辆模块。

参见本申请的第七方面，所述一组物理层特征PF_UDev包括由所述用户设备记录的第一组接收信号强度值，所述一组物理层特征PF_Veh包括由所述车辆模块记录的第七组接收信号强度值。

参见本申请的第七方面，在所述用户设备加密所述初始化指令之前，所述用户设备用于：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第八方面，提供了一种用于认证与车辆模块的通信的用户设备，所述用户设备包括：处理器；以及所述处理器可读的非暂时性介质，所述非暂时性介质存储指令，所述指令由所述处理器执行时使得所述处理器：基于所述用户设备标识ID_UDev、初始化命令以及初始化信息认证码(MAC)M_Ini，生成初始化指令，其中，所述MAC M_Ini是基于所述用户设备标识ID_UDev、所述初始化命令以及蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev生成的，所述蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev在所述用户设备与所述车辆模块之间共享；将所述初始化指令传递给所述车辆模块，使得在接收所述初始化指令时，所述车辆模块用于：基于所接收的初始化指令在数据库中检索对应的BUD密钥K_BTUDev，并使用所检索的对应BUD密钥K_BTUDev认证所述初始化指令；在验证所述初始化指令后，基于加密的确认消息以及确认MAC M_Ack，生成确认指令，其中，所述确认消息包括随机数n、随机串r以及确认命令，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev加密所述确认消息，基于所述确认消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev生成所述确认MAC M_Ack；将所述确认指令传递给所述用户设备；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；所述用户设备还包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述确认指令；在验证所述确认指令后，记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；以及通过模糊提取器机制验证所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh后，对所述车辆模块进行认证。

参见本申请的第八方面，通过所述模糊提取器机制对所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh的验证包括：所述用户设备包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用低通滤波器对所述一组物理层特征PF_UDev进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成用户字符串S_UDev和校正数据C；基于加密的验证消息和验证MAC M_Ver生成验证指令，其中，所述验证消息包括所述随机数n、所述校正数据C，使用所述BUD密钥K_BTUDev加密验证命令，基于所述验证消息以及所述BUD密钥K_BTUDev生成所述验证MAC M_Ver；基于加密的认证检查消息和认证检查MACM_{Auth_Chk}生成认证检查指令，其中，所述认证检查消息包括所述随机数n、所述随机串r以及所述用户字符串S_UDEV之间XOR运算，使用所述BUD密钥K_BTUDev加密认证检查命令，基于所述认证检查消息以及所述BUD密钥K_BTUDev生成所述认证检查MAC M_{Auth_Chk}；将所述验证指令以及所述认证检查指令传递给所述车辆模块，使得在接收到所述验证及认证检查指令后，所述车辆模块用于：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述验证及认证检查指令；提取来自所述解密的验证消息的所述校正数据C，在所述验证指令被验证时，使用低通滤波器对所述提取的校正数据C以及所述一组物理层特征的PF_Veh进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层滤波特征PF_Veh以及所述滤波后的校正数据C提供给所述模糊提取器机制的再生(Rep)函数，生成车辆字符串S_Veh，以及在验证所述认证检查指令后，以及在确定所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算匹配所述随机串r与所述车辆字符串S_Veh之间的XOR运算后，基于加密批准消息以及批准MAC M_Apprv，生成批准指令，其中，所述批准消息包括所述随机数n，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev加密批准命令，基于所述批准消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev，生成所述批准MAC M_Apprv；以及将所述批准指令传递给所述用户设备；所述用户设备还包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述批准指令；以及在验证所述批准指令后，基于所述解密的批准消息的批准命令，认证所述车辆模块。

参见本申请的第八方面，所述一组物理层特征PF_UDev包括由所述用户设备记录的第一组接收信号强度值，所述一组物理层特征PF_Veh包括由所述车辆模块记录的第二组接收信号强度值。

参见本申请的第八方面，在由所述用户设备生成所述初始化指令之前，所述用户设备包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第九方面，公开了一种用于认证与车辆模块的通信的用户设备，所述用户设备包括：处理器；以及所述处理器可读的非暂时性介质，所述非暂时性介质存储指令，所述指令由所述处理器执行时使得所述处理器：使用与车辆模块关联的公钥基础设施(PKI)-公钥Key_{Pub_Veh}加密初始化消息m₀，包括所述用户设备标识ID_UDev及初始化命令；使用蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev对所述加密的初始化消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的初始化消息进行签名；基于所述加密后的初始化消息以及所述签名散列加密的初始化消息，生成初始化指令；将所述初始化指令传递给所述车辆模块，使得在接收所述初始化指令时，所述车辆模块用于：使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述初始化指令中的所述签名散列加密的初始化消息；使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}解密所述加密的初始化消息，并在所述签名散列加密的初始化消息被验证后，基于所述解密的初始化消息在数据库中检索对应的BUD密钥K_BTUDev；使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对确认消息m₂进行加密，包括随机数n、随机串r以及确认命令；使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的确认消息进行散列，并使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}对所述散列加密的确认消息进行签名；基于所述加密后的确认消息以及所述签名散列加密的确认消息，生成确认指令；将所述确认指令传递给所述用户设备；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；所述用户设备还包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用与所述车辆模块关联的PKI公钥Key_{Pub_Veh}验证所述确认指令中的所述签名散列加密的确认消息；在所述签名散列加密的确认信息被验证时，使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的确认消息进行解密；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_UDev；通过模糊提取器机制验证所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh后，对所述车辆模块进行认证。

参见本申请的第九方面，通过所述模糊提取器机制对所述一组物理层特征PF_UDev以及一组物理层特征PF_Veh的验证包括：所述用户设备包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用低通滤波器对所述一组物理层特征PF_UDev进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成用户字符串S_UDev和校正数据C；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密验证消息m₄，其中，所述验证消息m₄包括所述随机数n、所述校正数据C以及验证命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的验证消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的验证消息进行签名；基于所述加密验证消息以及所述签名散列加密的验证消息，生成验证指令；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密认证检查消息m₆，其中，所述认证检查消息m₆包括所述随机数n、所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算以及认证检查命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的认证检查消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的认证检查消息进行签名；基于所述加密的认证检查消息以及所述签名散列加密的认证检查消息，生成认证检查指令；将所述验证以及所述认证检查指令传递给所述车辆模块，使得在接收到所述验证及认证检查指令后，所述车辆模块包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述验证指令中的所述签名散列加密的验证消息；在所述签名散列加密的验证信息被验证时，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的验证消息进行解密；提取来自所述解密的验证消息的所述校正数据C，在所述验证指令被验证时，使用低通滤波器对所述提取的校正数据C以及所述一组物理层特征的PF_Veh进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层滤波特征PF_Veh以及所述滤波后的校正数据C提供给所述模糊提取器机制的再生(Rep)函数，生成车辆字符串S_Veh，使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述验证检查指令中的所述签名散列加密的认证检查消息；在所述签名散列加密的认证检查信息被验证时，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的认证检查消息进行解密；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密批准消息m₈，其中，所述批准消息m₈包括所述随机数n以及批准命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的批准消息进行散列，并使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}对所述散列加密的认证检查消息进行签名；当确定所述随机串r与所述用户字符串S_UDEV之间的XOR运算匹配所述随机串r与所述车辆字符串S_Veh之间的XOR运算，基于所述加密的批准消息以及所述签名散列加密的批准消息生成批准指令；将所述批准指令传递给所述用户设备；所述用户设备还包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用与所述车辆模块关联的PKI公钥Key_{Pub_Veh}验证所述批准指令中的所述签名散列加密的批准消息；在所述签名散列加密的批准信息被验证时，使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的批准消息进行解密；以及基于所述解密的批准消息的批准命令，认证所述车辆模块。

参见本申请的第九方面，所述一组物理层特征PF_UDev包括由所述用户设备记录的第一组接收信号强度值，所述一组物理层特征PF_Veh包括由所述车辆模块记录的第二组接收信号强度值。

参见本申请的第九方面，在由所述用户设备加密所述初始化指令之前，所述用户设备还包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第十方面，公开了一种用于认证与用户设备的通信的车辆模块，所述车辆模块包括：处理器；以及所述处理器可读的非暂时性介质，所述非暂时性介质存储指令，所述指令由所述处理器执行时使得所述处理器：接收来自所述用户设备的初始化指令；其中，基于所述用户设备标识ID_UDev、初始化命令以及初始化消息认证码(MAC)M_Ini，生成初始化指令，其中，所述MAC M_Ini为基于所述用户设备标识ID_UDev、所述初始化命令以及在所述用户设备与所述车辆模块之间共享的蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev生成的；基于所接收的初始化指令在数据库中检索对应的BUD密钥K_BTUDev，并使用所检索的对应BUD密钥K_BTUDev认证所述初始化指令；在验证所述初始化指令后，基于加密的确认消息以及确认MAC M_Ack，生成确认指令，其中，所述确认消息包括随机数n、随机串r和确认命令，使用对应的BUD密钥K_BTUDev对所述确认消息进行加密；基于所述确认消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev生成所述确认MAC M_Ack；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；将所述确认指令传递给所述用户设备，使得在接收所述确认指令时，所述用户设备用于：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述确认指令；在验证所述确认指令后，记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；以及通过模糊提取器机制验证所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh后，对所述车辆模块进行认证。

参见本申请的第十方面，通过所述模糊提取器机制对所述一组物理层特征PF_UDev以及所述物理层特征PF_Veh的验证包括：所述用户设备包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用低通滤波器对所述一组物理层特征PF_UDev进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成用户字符串S_UDev和校正数据C；基于加密的验证消息和验证MAC M_Ver生成验证指令，其中，所述验证消息包括所述随机数n、所述校正数据C，使用所述BUD密钥K_BTUDev加密验证命令，基于所述验证消息以及所述BUD密钥K_BTUDev生成所述验证MAC M_Ver；基于加密的认证检查消息和认证检查MACM_{Auth_Chk}生成认证检查指令，其中，所述认证检查消息包括所述随机数n、所述随机串r以及所述用户字符串S_UDEV之间XOR运算，使用所述BUD密钥K_BTUDev加密认证检查命令，基于所述认证检查消息以及所述BUD密钥K_BTUDev生成所述认证检查MAC M_{Auth_Chk}；将所述验证指令以及所述认证检查指令传递给所述车辆模块，使得在接收到所述验证及认证检查指令后，所述车辆模块包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述验证及认证检查指令；提取来自所述解密的验证消息的所述校正数据C，在所述验证指令被验证时，使用低通滤波器对所述提取的校正数据C以及所述一组物理层特征的PF_Veh进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层滤波特征PF_Veh以及所述滤波后的校正数据C提供给所述模糊提取器机制的再生(Rep)函数，生成车辆字符串S_Veh，以及在验证所述认证检查指令后，以及在确定所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算匹配所述随机串r与所述车辆字符串S_Veh之间的XOR运算后，基于加密批准消息以及批准MAC M_Apprv，生成批准指令，其中，所述批准消息包括所述随机数n，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev加密批准命令，基于所述批准消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev，生成所述批准MAC M_Apprv；以及将所述批准指令传递给所述用户设备；所述用户设备还包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述批准指令；以及在验证所述批准指令后，基于所述解密的批准消息的批准命令，认证所述车辆模块。

参见本申请的第十方面，所述一组物理层特征PF_UDev包括由所述用户设备记录的第一组接收信号强度值，所述一组物理层特征PF_Veh包括由所述车辆模块记录的第二组接收信号强度值。

参见本申请的第十方面，在由所述用户设备生成所述初始化指令之前，所述用户设备包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第十一方面，公开了一种用于认证与用户设备的通信的车辆模块，所述车辆模块包括：处理器；以及所述处理器可读的非暂时性介质，所述非暂时性介质存储指令，所述指令由所述处理器执行时使得所述处理器：接收来自所述用户设备的初始化指令；其中，所述初始化指令为基于所述加密的初始化消息以及签名散列加密的初始化消息生成的，所述初始化消息mo包括所述用户设备标识ID_UDev以及初始化命令，所述初始化指令mo使用与所述车辆模块关联的公钥基础设施(PKI)-公钥Key_{Pub_Veh}加密；以及所述加密的初始化消息使用蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}进行签名；使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述初始化指令中的所述签名散列加密的初始化消息；使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}解密所述加密的初始化消息，并在所述签名散列加密的初始化消息被验证后，基于所述解密的初始化消息在数据库中检索对应的BUD密钥K_BTUDev；使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对确认消息m₂进行加密，包括随机数n、随机串r以及确认命令；使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的确认消息进行散列，并使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}对所述散列加密的确认消息进行签名；基于所述加密后确认消息以及所述签名散列加密的确认消息，生成确认指令；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；将所述确认指令传递给所述用户设备，使得在接收所述确认指令时，所述用户设备用于：使用与所述车辆模块关联的PKI公钥Key_{Pub_Veh}验证所述确认指令中的所述签名散列加密的确认消息；在所述签名散列加密的确认信息被验证时，使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的确认消息进行解密；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_UDev；通过模糊提取器机制验证所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh后，对所述车辆模块进行认证。

参见本申请的第十一方面，通过所述模糊提取器机制对所述一组物理层特征PF_UDev以及一组物理层特征PF_Veh的验证包括：所述用户设备包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用低通滤波器对所述一组物理层特征PF_UDev进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成用户字符串S_UDev和校正数据C；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密验证消息m₄，其中，所述验证消息m₄包括所述随机数n、所述校正数据C以及验证命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的验证消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的验证消息进行签名；基于所述加密验证消息以及所述签名散列加密的验证消息，生成验证指令；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密认证检查消息m₆，其中，所述认证检查消息m₆包括所述随机数n、所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算以及认证检查命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的认证检查消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的认证检查消息进行签名；基于所述加密的认证检查消息以及所述签名散列加密的认证检查消息，生成认证检查指令；将所述验证以及所述认证检查指令传递给所述车辆模块，使得在接收到所述验证及认证检查指令后，所述车辆模块包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述验证指令中的所述签名散列加密的验证消息；在所述签名散列加密的验证信息被验证时，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的验证消息进行解密；提取来自所述解密的验证消息的所述校正数据C，在所述验证指令被验证时，使用低通滤波器对所述提取的校正数据C以及所述一组物理层特征的PF_Veh进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层滤波特征PF_Veh以及所述滤波后的校正数据C提供给所述模糊提取器机制的再生(Rep)函数，生成车辆字符串S_Veh，使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述验证检查指令中的所述签名散列加密的认证检查消息；在所述签名散列加密的认证检查信息被验证时，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的认证检查消息进行解密；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密批准消息m₈，其中，所述批准消息m₈包括所述随机数n以及批准命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的批准消息进行散列，并使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}对所述散列加密的认证检查消息进行签名；当确定所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算匹配所述随机串r与所述车辆字符串S_Veh之间的XOR运算，基于所述加密的批准消息以及所述签名散列加密的批准消息生成批准指令；将所述批准指令传递给所述用户设备；所述用户设备还包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：使用与所述车辆模块关联的PKI公钥Key_{Pub_Veh}验证所述批准指令中的所述签名散列加密的批准消息；在所述签名散列加密的批准信息被验证时，使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的批准消息进行解密；以及基于所述解密的批准消息的批准命令，认证所述车辆模块。

参见本申请的第十一方面，所述一组物理层特征PF_UDev包括由所述用户设备记录的第一组接收信号强度值，所述一组物理层特征PF_Veh包括由所述车辆模块记录的第二组接收信号强度值。

参见本申请的第十一方面，在由所述用户设备加密所述初始化指令之前，所述用户设备包括用于指导所述处理器执行下列操作的指令：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第十二方面，公开了一种用于认证用户设备与车辆模块之间的蓝牙连接的方法，所述方法包括：基于所述用户设备标识ID_UDev、初始化命令以及初始化信息认证码(MAC)M_Ini，生成初始化指令，其中，所述MAC M_Ini是基于所述用户设备标识ID_UDev、所述初始化命令以及蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev生成的，所述蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev在所述用户设备与所述车辆模块之间共享；将所述初始化指令传递给所述车辆模块，使得在接收所述初始化指令时，所述车辆模块用于：基于所接收的初始化指令在数据库中检索对应的BUD密钥K_BTUDev，并使用所检索的对应BUD密钥K_BTUDev认证所述初始化指令；在验证所述初始化指令后，基于加密的确认消息以及确认MAC M_Ack，生成确认指令，其中，所述确认消息包括随机数n、随机串r以及确认命令，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev加密所述确认消息，基于所述确认消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev生成所述确认MAC M_Ack；将所述确认指令传递给所述用户设备；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；所述方法还包括：使用所述用户设备通过所述BUD密钥K_BTUDev验证所述确认指令；在验证所述确认指令后，记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；以及通过模糊提取器机制验证所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh后，对所述车辆模块进行认证。

参见本申请的第十二方面，通过所述模糊提取器机制对所述一组物理层特征PF_UDev以及一组物理层特征PF_Veh的验证包括下列步骤：使用所述用户设备通过低通滤波器对所述一组物理层特征PF_UDev进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成用户字符串S_UDev和校正数据C；基于加密的验证消息和验证MAC M_Ver生成验证指令，其中，所述验证消息包括所述随机数n、所述校正数据C，使用所述BUD密钥K_BTUDev加密验证命令，基于所述验证消息以及所述BUD密钥K_BTUDev生成所述验证MAC M_Ver；基于加密的认证检查消息和认证检查MAC M_{Auth_Chk}生成认证检查指令，其中，所述认证检查消息包括所述随机数n、所述随机串r以及所述用户字符串S_UDEV之间XOR运算，使用所述BUD密钥K_BTUDev加密认证检查命令，基于所述认证检查消息以及所述BUD密钥K_BTUDev生成所述认证检查MAC M_{Auth_Chk}；将所述验证指令以及所述认证检查指令传递给所述车辆模块，使得在接收到所述验证及认证检查指令后，所述车辆模块用于：使用所述BUD密钥K_BTUDev验证所述验证及认证检查指令；提取来自所述解密的验证消息的所述校正数据C，在所述验证指令被验证时，使用低通滤波器对所述提取的校正数据C以及所述一组物理层特征的PF_Veh进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层滤波特征PF_Veh以及所述滤波后的校正数据C提供给所述模糊提取器机制的再生(Rep)函数，生成车辆字符串S_Veh；在验证所述认证检查指令后，以及在确定所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算匹配所述随机串r与所述车辆字符串S_Veh之间的XOR运算后，基于加密批准消息以及批准MAC M_Apprv，生成批准指令，其中，所述批准消息包括所述随机数n，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev加密批准命令，基于所述批准消息以及所述对应的BUD密钥K_BTUDev，生成所述批准MAC M_Apprv；以及将所述批准指令传递给所述用户设备；所述方法还包括：使用所述用户设备通过所述BUD密钥K_BTUDev验证所述批准指令；以及在验证所述批准指令后，基于所述解密的批准消息的批准命令，认证所述车辆模块。

参见本申请的第十二方面，所述一组物理层特征PF_UDev包括由所述用户设备记录的第一组接收信号强度值，所述一组物理层特征PF_Veh包括由所述车辆模块记录的第二组接收信号强度值。

参见本申请的第十二方面，在所述用户设备生成所述初始化指令之前，所述方法包括下列步骤：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。

根据本申请的第十三方面，公开了一种用于认证用户设备与车辆模块之间的蓝牙连接的方法，所述方法包括：使用与车辆模块关联的公钥基础设施(PKI)-公钥Key_{Pub_Veh}加密初始化消息mo，包括所述用户设备标识ID_UDev及初始化命令；使用蓝牙用户设备(BUD)密钥K_BTUDev对所述加密的初始化消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的初始化消息进行签名；基于所述加密后初始化消息以及所述签名散列加密的初始化消息，生成初始化指令；将所述初始化指令传递给所述车辆模块，使得在接收所述初始化指令时，所述车辆模块用于：使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述初始化指令中的所述签名散列加密的初始化消息；使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}解密所述加密的初始化消息，并在所述签名散列加密的初始化消息被验证后，基于所述解密的初始化消息在数据库中检索对应的BUD密钥K_BTUDev；使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对确认消息m₂进行加密，包括随机数n、随机串r以及确认命令；使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的确认消息进行散列，并使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}对所述散列加密的确认消息进行签名；基于所述加密后确认消息以及所述签名散列加密的确认消息，生成确认指令；将所述确认指令传递给所述用户设备；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_Veh；所述方法还包括下列步骤：使用与所述车辆模块关联的PKI公钥Key_{Pub_Veh}验证所述确认指令中的所述签名散列加密的确认消息；在所述签名散列加密的确认信息被验证时，使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的确认消息进行解密；记录所述BLE信标信道的一组物理层特征PF_UDev；通过模糊提取器机制验证所述一组物理层特征PF_UDev以及所述一组物理层特征PF_Veh后，对所述车辆模块进行认证。

参见本申请的第十三方面，通过所述模糊提取器机制对所述一组物理层特征PF_UDev以及一组物理层特征PF_Veh的验证包括下列步骤：使用所述用户设备通过低通滤波器对所述一组物理层特征PF_UDev进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层特征PF_UDev提供给所述模糊提取器机制的生成(Gen)函数，生成用户字符串S_UDev和校正数据C；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密验证消息m₄，其中，所述验证消息m₄包括所述随机数n、所述校正数据C以及验证命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的验证消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的验证消息进行签名；基于所述加密验证消息以及所述签名散列加密的验证消息，生成验证指令；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密认证检查消息m₆，其中，所述认证检查消息m₆包括所述随机数n、所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算以及认证检查命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的认证检查消息进行散列，并使用与所述用户设备关联的PKI-私钥Key_{Priv_UDev}对所述散列加密的认证检查消息进行签名；基于所述加密的认证检查消息以及所述签名散列加密的认证检查消息，生成认证检查指令；将所述验证以及所述认证检查指令传递给所述车辆模块，使得在接收到所述验证及认证检查指令后，所述车辆模块用于：使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述验证指令中的所述签名散列加密的验证消息；在所述签名散列加密的验证信息被验证时，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的验证消息进行解密；提取来自所述解密的验证消息的所述校正数据C，在所述验证指令被验证时，使用低通滤波器对所述提取的校正数据C以及所述一组物理层特征的PF_Veh进行滤波；通过将所述滤波后的一组物理层滤波特征PF_Veh以及所述滤波后的校正数据C提供给所述模糊提取器机制的再生(Rep)函数，生成车辆字符串S_Veh，使用与所述用户设备关联的PKI公钥Key_{Pub_UDev}验证所述验证检查指令中的所述签名散列加密的认证检查消息；在所述签名散列加密验的认证检查信息被验证时，使用所述对应的BUD密钥K_BTUDev对所述加密的认证检查消息进行解密；使用所述BUD密钥K_BTUDev加密批准消息m₈，其中，所述批准消息m₈包括所述随机数n以及批准命令；使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的批准消息进行散列，并使用与所述车辆模块关联的PKI-私钥Key_{Priv_Veh}对所述散列加密的认证检查消息进行签名；当确定所述随机串r与所述用户字符串S_UDev之间的XOR运算匹配所述随机串r与所述车辆字符串S_Veh之间的XOR运算，基于所述加密的批准消息以及所述签名散列加密的批准消息生成批准指令；将所述批准指令传递给所述用户设备；所述方法还包括下列步骤：使用与所述车辆模块关联的PKI公钥Key_{Pub_Veh}验证所述批准指令中的所述签名散列加密的批准消息；在所述签名散列加密的批准信息被验证时，使用所述BUD密钥K_BTUDev对所述加密的批准消息进行解密；以及基于所述解密批准消息的批准命令，认证所述车辆模块。

参见本申请的第十三方面，所述一组物理层特征PF_UDev包括由所述用户设备记录的第一组接收信号强度值，所述一组物理层特征PF_Veh包括由所述车辆模块记录的第二组接收信号强度值。

参见本申请的第十三方面，在所述用户设备加密所述初始化指令之前，所述方法包括下列步骤：当所述用户设备检测到所述车辆模块发出的所述BLE信标时，使用蓝牙连接密钥Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间建立蓝牙配对，由此所述Key_BTCon在所述用户设备与所述车辆模块之间共享。